§ 54. Екологічні фактори. Стабільність екосистем і причини її порушення

• До змісту відповідей

Як різні екологічні фактори впливають на зміни в екосистемах?

Екологічні фактори спричиняють як циклічні, так і поступальні зміни в екосистемах:

• Абіотичні фактори (періодичні коливання температури, тривалості світлового дня, вологості) зумовлюють циклічні (добові та сезонні) зміни активності організмів. Незворотні зміни клімату або стихійні явища викликають перебудову видового складу.
• Біотичні фактори регулюють чисельність та густоту популяцій через міжвидові зв’язки (хижацтво, паразитизм, конкуренцію) та підтримують гомеостаз екосистеми.
• Антропогенні фактори здатні порушувати стабільність природних угруповань або спричиняти сукцесії — послідовні зміни угруповань організмів, що призводять до заміни однієї екосистеми іншою або до формування агроценозів.

Пригадайте, які сезонні зміни відбуваються в екосистемах вашої місцевості.

В екосистемах помірних широт України спостерігаються виражені сезонні зміни:

• Весна: пробудження від зимового спокою, активне сокорух у рослин, поява першоцвітів, масове розмноження комах, повернення перелітних птахів, нерест риб і виведення потомства у ссавців.
• Літо: максимальний ріст вегетативної біомаси, утворення плодів і насіння, найвища активність консументів та редуцентів.
• Осінь: достигання плодів, листопад у листопадних дерев і кущів, відтік поживних речовин до підземних органів або насіння, відліт перелітних птахів, підготовка тварин до зимівлі (накопичення жиру, осіннє линяння).
• Зима: стан глибокого спокою у рослин, зимова сплячка або заціпеніння багатьох видів тварин (комах, амфібій, плазунів, деяких ссавців), зниження активності більшості процесів життєдіяльності через низькі температури та сніговий покрив.

Поміркуйте, як можна запобігти масовому розмноженню бур’янів, шкідників і паразитів рослин в агроценозах.

Для запобігання масовому розмноженню шкідливих організмів в агроценозах застосовують такі підходи:

1. Дотримання сівозмін: регулярна зміна культур на полях перериває життєві цикли специфічних шкідників, паразитів та збудників хвороб.
2. Створення змішаних посівів: вирощування кількох культур разом або висаджування рослин-сусідів (наприклад, чорнобривців чи м’яти), які відлякують комах-шкідників.
3. Біологічні методи захисту: використання природних хижаків і паразитів шкідників (сонечок, їздців, трихограм), а також біопрепаратів на основі бактерій чи грибів.
4. Агротехнічні заходи: своєчасний обробіток ґрунту, очищення посівного матеріалу від насіння бур’янів, знищення рослинних залишків, де зимують збудники інфекцій.
5. Селекція стійких сортів: виведення та вирощування культурних рослин, генетично стійких до хвороб і шкідників.

За допомогою вчительки / вчителя та використовуючи різні джерела інформації, запропонуйте заходи з підвищення стійкості та продуктивності агроценозів. Поясніть необхідність наукових досліджень для розв’язання таких завдань.

Заходи з підвищення стійкості та продуктивності агроценозів:

• Впровадження науково обґрунтованої системи сівозмін для запобігання однобічному виснаженню родючого шару ґрунту.
• Створення полезахисних і вітрозахисних лісосмуг навколо орних земель для зменшення вітрової та водної ерозії й збереження вологи.
• Внесення збалансованих органічних добрив і сидератів для відновлення структури ґрунту та підтримки ґрунтових мікроорганізмів-редуцентів.
• Застосування технологій точного землеробства та краплинного поливу, що виключає засолення та деградацію земель.
• Використання інтегрованого захисту рослин із пріоритетом біологічних методів боротьби.

Необхідність наукових досліджень:

• Дослідження біології та екології шкідників дозволяє прогнозувати їхню чисельність і вчасно застосовувати біологічні методи захисту без надмірного використання токсичних пестицидів.
• Генетичні та селекційні дослідження забезпечують створення високопродуктивних, посухостійких та холодостійких сортів рослин.
• Ґрунтознавчі та агрохімічні дослідження дають змогу розраховувати точні дози добрив без загрози забруднення ґрунтових вод і накопичення нітратів у продукції.

ПОМІРКУЙТЕ

1. Чому до дії одних і тих самих абіотичних факторів різні організми можуть адаптуватися по-різному?

Різні види мають відмінні генотипи, особливості анатомічної будови, фізіології та різну еволюційну історію. Організми займають неоднакові екологічні ніші, тому реалізують різні адаптивні стратегії. Наприклад, в умовах посухи кактуси накопичують воду у водоносній паренхімі соковитих стебел, верблюжа колючка добуває вологу за допомогою кореневої системи завдовжки до 15–20 метрів, а полин вкривається шаром волосків або воску для зменшення транспірації.

2. У яких випадках варто зменшувати вплив антропогенного чинника на агроценози?

Зменшувати антропогенний вплив необхідно тоді, коли господарська діяльність призводить до деградації екосистем:

• у разі розвитку водної та вітрової ерозії через надмірний механічний обробіток ґрунту;
• при хімічному забрудненні ґрунтів і підземних вод залишковими кількостями пестицидів і мінеральних добрив;
• у разі знищення корисних організмів (комах-запилювачів, дощових червів, мікоризних грибів та ґрунтових бактерій);
• за загрози вторинного засолення або заболочування ґрунтів унаслідок надмірного штучного зрошення.

3. Чому продуктивність лісу та парку різна?

Ліс є природною зрілою екосистемою з багатоярусною структурою, великим видовим багатством та замкненим колообігом речовин. У лісі вся утворена первинна біомаса (відмерла деревина, листяний опад) залишається всередині системи, розкладається редуцентами й повертається в мінеральне живлення рослин, забезпечуючи високу біомасу та саморегуляцію. Парк — штучно підтримуване антропогенне угруповання зі збідненим видовим складом. У парку людина регулярно втручається в процеси колообігу (викошує газон, згрібає і вивозить опале листя, видаляє сухі дерева), що збіднює ґрунт, розриває трофічні ланцюги й суттєво знижує природну продуктивність.